JPH062582A - 内燃機関の燃料噴射装置 - Google Patents

内燃機関の燃料噴射装置

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JPH062582A
JPH062582A JP4181449A JP18144992A JPH062582A JP H062582 A JPH062582 A JP H062582A JP 4181449 A JP4181449 A JP 4181449A JP 18144992 A JP18144992 A JP 18144992A JP H062582 A JPH062582 A JP H062582A
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fuel injection
opening
air
valve
internal combustion
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Kenji Ikuta
賢治 生田
Hisashi Iida
飯田　　寿
Takanori Takahashi
孝典 高橋
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NipponDenso Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 吸入空気の供給を単一の開閉手段により調整
して、制御システムの製造コストを低減し、かつ、開閉
手段での圧力損失を抑制して、燃料の微粒化を十分に達
成する。 【構成】 燃料噴射にほぼ同期した期間中に、エア制御
弁２８を開放状態に保持するとともに、アイドル運転時
に、所定のアイドル回転数を維持すべく、エア制御弁２
８の開放時間を補正するＥＣＵ４を具備しているため、
アイドル運転時においては、エア制御弁２８の開放時間
が適宜補正されて、吸入空気の供給量が調整され、燃料
の微粒化が促進されるとともに、アイドル回転数が適正
値に維持され、ＥＣＵ４が単一のエア制御弁２８を対象
として開閉制御することから、その制御内容が簡易化さ
れ、また、開放時のエア制御弁２８は全開状態に保持さ
れるため、この箇所での圧力損失が抑制される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の燃料噴射装
置に関するもので、特に、燃料噴射にほぼ同期した時間
に、スロットルバルブの上流側の吸入空気の一部を燃料
噴射弁の噴孔部近傍に供給することで、噴射燃料の微粒
化を促進して、排ガス中の有害成分を低減するようにし
た燃料噴射装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来から内燃機関の吸気系に燃料噴射弁
から燃料を噴射して、その運転状態を制御する燃料噴射
装置が広く実施されており、このような燃料噴射装置で
は、内燃機関の燃焼状態の悪化によって排ガス中の有害
成分が増加するのを防止するために、噴射された燃料の
微粒化をより促進する技術が強く要望されている。そこ
で、この要望に応じて、例えば、特公昭５７−５４６２
４号公報、或いは実開昭５８−１６２２６２号公報に記
載の燃料噴射装置が提案されている。
【０００３】これらの燃料噴射装置は、内燃機関の吸気
系において、スロットルバルブの上流側と燃料噴射弁の
噴孔部近傍とをエア管路で連結するとともに、このエア
管路にエア制御弁を設け、例えば、内燃機関のアイドル
運転時等のように、燃料噴射弁から噴射される燃料の十
分な微粒化が期待できないときには、燃料噴射にほぼ同
期して前記エア制御弁を開閉制御するように構成されて
いる。したがって、このアイドル運転時等では、エア制
御弁の開閉に伴い、スロットルバルブの上流側の大気圧
に近い吸入空気の一部が、燃料噴射にほぼ同期した時間
にエア管路を経て噴孔部近傍に供給され、噴射された燃
料に衝突してその微粒化を促進する。そして、このよう
に、吸入空気の供給を燃料噴射の時間に限定しているこ
とから、連続して吸入空気を供給した場合に比較して、
アイドル回転数の上昇を抑制した上で、多量の吸入空気
により噴射燃料が十分に微粒化される。
【０００４】しかしながら、以上の２種の燃料噴射装置
は、エア制御弁を燃料噴射弁にほぼ同期して開閉制御す
る必要があるため、アイドル回転数を調整する周知のア
イドルスピードコントロールバルブ（以下、単に「ＩＳ
ＣＶ」という）の開度制御に加えて、異なる系統の制御
が追加されることになり、制御内容が複雑化して、ひい
ては、制御システムの製造コストが高騰してしまう可能
性があった。
【０００５】一方、例えば、特開昭５８−２０６８５１
号公報に記載の燃料噴射装置のように、スロットルバル
ブの上流側の吸入空気を、エア管路を介してサージタン
ク内と燃料噴射弁の噴孔部近傍とにそれぞれ供給するよ
うに構成し、その吸入空気の供給量をエア制御弁のデュ
ーティ比制御により調整するようにしたものが提案され
ている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うに、スロットルバルブの上流側から燃料噴射弁の噴孔
部近傍への吸入空気の供給は、内燃機関の吸気ポート内
に発生する負圧と、吸入空気を案内するエア管路内の大
気圧に近い圧力との差圧により行なわれるものであり、
十分な差圧を確保するためには、吸入空気が噴射される
エア噴孔部の開口面積の合計に対して、エア管路の通路
断面積を少なくとも２倍乃至３倍程度に設定する必要が
あると考えられている。
【０００７】しかしながら、従来の特開昭５８−２０６
８５１号公報に記載の燃料噴射装置は、上記のようにエ
ア管路にエア制御弁を設けて開度を制御しているため、
このエア制御弁の箇所で圧力損失が発生し、その結果、
差圧の減少に伴って吸入空気の流速が低下して、噴射燃
料が十分に微粒化されない虞があった。
【０００８】そこで、請求項１乃至請求項４の発明は、
吸入空気の供給を単一の開閉手段により調整すること
で、その制御内容を簡易化して、ひいては、制御システ
ムの製造コストを低減することができ、かつ、開閉手段
での圧力損失を抑制して、吸入空気の流速を高め、噴射
された燃料の微粒化を十分に達成することができる内燃
機関の燃料噴射装置の提供を課題とするものである。
【０００９】一方、以上３種の燃料噴射装置は、エア制
御弁を開閉して吸入空気の供給を制御しているため、特
にスロットルバルブがほとんど閉じられている低負荷時
においては、エア制御弁の下流側の圧力が開閉に伴って
大きく変動し、その圧力変動に同期してかなりの音量の
脈動音が発生して、車室内騒音を増加してしまう場合が
あった。その対策として、例えば、ＩＳＣＶでアイドル
回転数制御等を行なう場合に用いられる、脈動音の抑制
用のレゾネータ（共鳴器）を設けることも考えられる。
しかしながら、周知のようにレゾネータは共鳴原理を応
用しているため、抑制可能な脈動音は特定周波数のもの
に限定され、前記したエア制御弁のように、機関回転数
と共に脈動音の周波数が大幅に変化する場合には、ほと
んど効果が得られない。
【００１０】そこで、請求項５の発明は、エア制御弁の
開閉に伴って発生する脈動音を十分に低減して、車室内
騒音の増加を未然に防止することができる内燃機関の燃
料噴射装置の提供を課題とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明にかかる
内燃機関の燃料噴射装置は、図１に示すように、内燃機
関Ｍ１の運転状態を検出する運転状態検出手段Ｍ２と、
前記内燃機関Ｍ１の吸気系に設けられ、前記運転状態検
出手段Ｍ２にて検出された内燃機関Ｍ１の運転状態に応
じて、所定量の燃料を吸気系に噴射する燃料噴射手段Ｍ
３と、前記吸気系を流れる吸入空気の一部を、スロット
ルバルブを迂回して前記燃料噴射手段Ｍ３の噴射箇所近
傍に供給するエア管路Ｍ４と、前記エア管路Ｍ４に設け
られて、エア管路Ｍ４を連通または遮断する開閉手段Ｍ
５と、前記燃料噴射手段Ｍ３の燃料噴射にほぼ同期した
期間中に、前記開閉手段Ｍ５を開放状態に保持する開閉
制御手段Ｍ６とを具備し、前記運転状態検出手段Ｍ２の
検出に基づき、内燃機関Ｍ１がアイドル運転中のとき
に、前記開閉制御手段Ｍ６による開閉手段Ｍ５の総括開
放時間を開放時間補正手段Ｍ７により補正して、所定の
アイドル回転数を維持するものである。
【００１２】請求項２の発明にかかる内燃機関の燃料噴
射装置は、前記開放時間補正手段Ｍ７を、内燃機関Ｍ１
の実際の回転数と予め設定された目標回転数との差を小
さくする方向に、開閉手段Ｍ５の開放時間を補正するよ
うにしたものである。
【００１３】請求項３の発明にかかる内燃機関の燃料噴
射装置は、前記開放時間補正手段Ｍ７を、内燃機関Ｍ１
の温度に応じて、開閉手段Ｍ５の開放時間を補正するよ
うにしたものである。
【００１４】請求項４の発明にかかる内燃機関の燃料噴
射装置は、前記開放時間補正手段Ｍ７を、内燃機関Ｍ１
に作用する負荷に応じて、開閉手段Ｍ５の開放時間を補
正するようにしたものである。
【００１５】請求項５の発明にかかる内燃機関の燃料噴
射装置は、前記開閉手段Ｍ５を、エア管路Ｍ４の遮断時
に、全閉抑止手段にて連通時の開度より小さい所定開度
を保持するようにしたものである。
【００１６】
【作用】請求項１の発明においては、運転状態検出手段
Ｍ２に検出された内燃機関Ｍ１の運転状態に応じて、内
燃機関Ｍ１の吸気系には燃料噴射手段Ｍ３から燃料が噴
射されて、その燃料により内燃機関Ｍ１の運転が継続さ
れ、その燃料噴射にほぼ同期した期間中に、開閉制御手
段Ｍ６により開閉手段Ｍ５が開放されるため、吸入空気
の一部がエア管路Ｍ４を経て燃料噴射手段Ｍ３の噴射箇
所近傍に供給されて、噴射燃料の微粒化が促進され、ま
た、運転状態検出手段Ｍ２の検出に基づいて、内燃機関
Ｍ１がアイドル運転中のときには、開放時間補正手段Ｍ
７により開閉手段Ｍ５の総括開放時間が補正されて、吸
入空気の供給量が調整され、内燃機関Ｍ１が所定のアイ
ドル回転数に維持される。
【００１７】ここで、開閉手段Ｍ５の総括開放時間の補
正は、開放時間自体を延長または短縮して、吸入空気の
供給量を調整する場合のみならず、燃料噴射と同期した
開弁時間とは別に、それより以前または以後に補正用の
開弁時間を設定し、その結果、吸入空気の供給量を調整
することもできる。
【００１８】そして、このように開閉手段Ｍ５の開放時
間を補正するだけで、吸入空気の供給量が調整されて、
その吸入空気により燃料の微粒化を促進するだけでな
く、内燃機関Ｍ１を所定のアイドル回転数に維持するこ
とが可能となり、開閉制御手段Ｍ６が単一の開閉手段Ｍ
５を対象として開閉制御することから、その制御内容が
簡略化され、また、開放時の開閉手段Ｍ５は、その開度
を調整されることなく全開状態に保持されるため、この
開閉手段Ｍ５での圧力損失が最小限に抑制され、よっ
て、内燃機関Ｍ１の吸気系に発生した負圧を有効に利用
して、噴射箇所近傍に供給される吸入空気の流速を高め
ることができる。
【００１９】請求項２の発明においては、内燃機関Ｍ１
の実際の回転数と予め設定された目標回転数との差を縮
小する方向に、開放時間補正手段により開閉手段Ｍ５の
開放時間が補正されて、内燃機関Ｍ１のアイドル回転数
が目標回転数に調整されるため、予め内燃機関Ｍ１の稼
働状況に応じた目標回転数を任意に設定して、そのアイ
ドル回転数を常に適正値に維持できる。
【００２０】請求項３の発明においては、内燃機関Ｍ１
の温度に応じて、開閉手段Ｍ５の開放時間が補正可能な
ため、内燃機関Ｍ１の温度が低いときほど、開閉手段Ｍ
５の開放時間を延長して、吸入空気の供給量の増加によ
りファーストアイドル回転を実行させる等、温度変化に
応じてアイドル回転数を常に適正値に維持できる。
【００２１】請求項４の発明においては、内燃機関Ｍ１
に作用する負荷に応じて、開閉手段Ｍ５の開放時間が補
正可能なため、負荷の状況に応じてアイドル回転数を常
に適正値に維持できる。
【００２２】請求項５の発明においては、エア管路Ｍ４
を遮断したときにおいても、開閉手段Ｍ５は全閉抑止手
段にて所定の小さな開度に保持されて少量の吸入空気の
通過を許容するため、開閉手段Ｍ５の下流側の圧力は完
全に遮断した場合に比較して高い値に維持され、その結
果、連通時と遮断時の開閉手段Ｍ５の下流側の圧力変動
幅が減少する。
【００２３】
【実施例】
〈第一実施例〉以下、本発明の内燃機関の燃料噴射装置
をエンジンの燃料噴射装置に具体化した第一実施例を説
明する。
【００２４】図２は本発明の第一実施例であるエンジン
の燃料噴射装置のシステム構成図である。
【００２５】図２に示すように、エンジンの燃料噴射装
置１は、エンジン２、エアミクスチャ装置３、及びこれ
らをマイクロコンピュータ等でプログラム制御する電子
制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」という）４から構成さ
れている。エンジン２は、シリンダ５、ピストン６、及
びシリンダヘッド７から燃焼室８を形成し、この燃焼室
８には点火プラグ９が配設されている。エンジン２の吸
気系は、前記燃焼室８に対し吸気バルブ１０を介して連
通する吸気ポート１１と吸気管１２、吸入空気の脈動を
吸収するサージタンク１３、吸入空気量を調整するスロ
ットルバルブ１４、及びエアクリーナ１５から構成され
る。前記エンジン２の排気系は、前記燃焼室８に対し排
気バルブ１８を介して連通する排気ポート１９と排気管
２０、及び触媒コンバータ２１から構成されている。
【００２６】前記エンジン２の点火系は、点火に必要な
高電圧を出力するイグナイタ２２、及び図示しないクラ
ンク軸に連動して前記イグナイタ２２で発生した高電圧
を点火プラグに分配供給するディストリビュータ２３よ
り構成されている。
【００２７】前記エンジン２の燃料系は、燃料を貯蔵す
るフューエルタンク２４、その燃料を圧送するフューエ
ルポンプ２５、圧送された燃料を前記吸気ポート１１に
噴射する電磁式の燃料噴射弁（フューエルインジェク
タ）２６から構成されている。前記エアミクスチャ装置
３は、前記吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側
から吸入空気の一部を導入して、燃料の微粒化を促進す
べく、燃料噴射弁２６の燃料噴孔部近傍に送給するエア
ミクスチャ管路２７、及びエアミクスチャ管路２７に設
けられて、前記ＥＣＵ４の制御にしたがって開閉し、こ
のエアミクスチャ管路２７を連通・遮断する２ポート２
位置電磁弁であるエア制御弁２８から構成されている。
【００２８】エンジン２の燃料噴射装置１は検出器とし
て、前記吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側に
設けられて、吸入空気量を計測するエアフローメータ３
１、エアフローメータ３１の内部に設けられて、吸入空
気温度を測定する吸気温センサ３２、前記スロットルバ
ルブ１４の開度を検出するスロットルポジションセンサ
３３、スロットルバルブ１４の全閉状態を検出するアイ
ドルスイッチ３４、シリンダブロック５ａの冷却系統に
配設されて、冷却水温を検出する水温センサ３５、排気
管２０内に設けられて、排気中の残存酸素濃度に応じた
空燃比信号を出力する酸素濃度センサ３６、前記ディス
トリビュータ２３のカムシャフトの１／２４回転毎に、
即ち、クランク角で３０度毎に回転角信号を出力する回
転数センサを兼ねた回転角センサ３７を備えている。
【００２９】前記各センサ及びスイッチの検出信号はＥ
ＣＵ４に入力され、ＥＣＵ４はエンジン２及びエアミク
スチャ装置３を制御する。ＥＣＵ４は、ＣＰＵ４ａ、Ｒ
ＯＭ４ｂ、ＲＡＭ４ｃを中心に論理演算回路を構成し、
コモンバス４ｄを介して入出力部４ｅに接続されて、外
部との入出力を行なう。
【００３０】次に、前記エアミクスチャ装置３中の燃料
噴射弁２６の燃料噴孔部近傍の構造を説明する。
【００３１】図３は本発明の第一実施例であるエンジン
の燃料噴射装置の燃料噴射弁の燃料噴孔部近傍の構造を
示す部分拡大断面図である。
【００３２】図に示すように、燃料噴射弁２６の燃料噴
孔部近傍は、燃料噴射弁２６、エアミクスチャ管路２
７、及びエアミクスチャソケット４１から構成されてい
る。エアミクスチャソケット４１には、複数のエア噴孔
部４２、及び燃料噴孔部４３が穿設されている。また、
エアミクスチャ管路２７とエア制御弁２８の通路断面積
は、エア噴孔部４２の通路断面積の合計の３倍程度を確
保するように設定され、その結果、エア噴孔部４２が最
小絞りとなっている。
【００３３】そして、エンジン２の運転中において、吸
気ポート１１内は負圧となり、一方、スロットルバルブ
１４の上流側は大気圧に近い圧力に保持される。したが
って、その差圧により、エア制御弁２８の開弁時には、
吸気管１２内のスロットルバルブ１４の上流側の吸入空
気の一部が、エアミクスチャ管路２７からエアミクスチ
ャソケット４１の内部に流入し（以下、このときの吸入
空気を単に「ミキシングエア」という）、エアミクスチ
ャソケット４１の各エア噴孔部４２から噴出し、燃料噴
射弁２６の燃料噴孔部４３から噴射された燃料液滴に衝
突して微粒化する。前述したように、エアミクスチャ管
路２７やエア制御弁２８に対してエア噴孔部４２が最小
絞りとなっているため、この箇所でミキシングエアの流
速が最大に高められて、その運動エネルギが燃料の微粒
化のために有効に用いられる。その後、微粒化された燃
料液滴は、燃料噴孔部４３から前記吸気ポート１１内に
噴流として流出する。
【００３４】なお、本実施例の燃料噴射装置１は、エン
ジン２のアイドル運転に必要な吸入空気を供給する専用
のエア管路は備えておらず、後述するように、そのアイ
ドル運転をミキシングエアのみにより維持するように構
成されている。したがって、前記エア噴孔部４２の通路
断面積の合計は、４気筒のエンジンの場合、４本分で極
冷間時のファーストアイドル要求空気量、例えば、３０
ｍ3 ／ｈを供給可能な大きさに設定されている。
【００３５】次に、前記ＥＣＵ４が実行する燃料噴射弁
２６とエア制御弁２８の制御ルーチンを説明する。
【００３６】図４は本発明の第一実施例であるエンジン
の燃料噴射装置のＥＣＵ４が実行する燃料噴射弁とエア
制御弁の制御ルーチンを示すフローチャート、また、図
５は本発明の第一実施例であるエンジンの燃料噴射装置
の実際のエンジン回転数が目標回転数に収束したときの
燃料噴射弁とエア制御弁の制御信号を示すタイムチャー
トである。
【００３７】図４に示すルーチンは、所定のタイミン
グ、例えば、クランク角で３６０度毎に実行される。ま
ず、ＥＣＵ４は、ステップＳ１００で燃料噴射量に相当
する燃料噴射弁２６の開弁時間を算出する。
【００３８】即ち、周知のように、ＥＣＵ４は前記エア
フローメータ３１にて測定された吸入空気量Ｑを、前記
回転角センサ３７にて検出されたエンジン２の回転数Ｎ
e で割って基本噴射量Ｑ／Ｎe を算出し、その基本噴射
量Ｑ／Ｎe に、前記水温センサ３５にて検出された冷却
水温、吸気温センサ３２にて測定された吸入空気温度、
及び酸素濃度センサ３６から出力された空燃比信号等に
対応する各種補正係数を乗じて、燃料噴射弁２６の開弁
時間ＴＡＵを算出する。更に、予め、バッテリ電圧に応
じてマップ化された無効噴射時間ＴＡＵＶを加算して、
燃料噴射弁２６の励磁時間である開弁時間ＴＡＵ＋ＴＡ
ＵＶとする。
【００３９】次いで、ステップＳ２００でエア制御弁２
８の励磁時間である開弁時間ＴＡＣＶの算出処理を実行
する。詳細は後述するが、このエア制御弁２８の開弁時
間ＴＡＣＶは、燃料噴射弁２６の開弁タイミングに対し
てエア制御弁２８をどの程度先行して開弁させるかを示
す立上げ補正時間Ｔ1 、及び燃料噴射弁２６の閉弁タイ
ミングに対してエア制御弁２８をどの程度遅延して閉弁
させるかを示す立下げ補正時間Ｔ2 を、燃料噴射弁２６
の開弁時間ＴＡＵ＋ＴＡＵＶに加算して算出される。
【００４０】その後、ＥＣＵ４は、ステップＳ３００で
エア制御弁２８の開弁タイミング、つまり、予め設定さ
れた燃料噴射弁２６の開弁タイミング（例えば、クラン
ク角でＢＴＤＣ５度ＣＡ）に対して前記立上げ補正時間
Ｔ1 だけ先行するタイミングに達したか否かを判定し、
未だ達していないときにはステップＳ４００に移行し
て、燃料噴射弁２６の開弁タイミングに達したか否かを
判定する。前述したように、燃料噴射弁２６は常にエア
制御弁２８より遅れて開弁するため、この時点では、未
だ燃料噴射弁２６の開弁タイミングに達していないとし
て、ステップＳ５００に移行する。次いで、ステップＳ
５００でエア制御弁２８の閉弁タイミングに達したか否
かを判定し、エア制御弁２８は未だ開弁していないた
め、閉弁タイミングにも達していないとしてステップＳ
６００に移行する。更に、ステップＳ６００で燃料噴射
弁２６の閉弁タイミングに達したか否かを判定し、この
燃料噴射弁２６も未だ開弁していないため、閉弁タイミ
ングに達していないとしてステップＳ７００に移行し、
エア制御弁２８と燃料噴射弁２６の開閉動作が終了した
か否かを判定し、終了していないため前記ステップＳ３
００に戻り、このステップＳ３００〜ステップＳ７００
の処理を繰り返す。
【００４１】そして、ステップＳ３００でエア制御弁２
８の開弁タイミングに達したと判定すると、図４に示す
ように、ステップＳ８００でエア制御弁２８への制御信
号を立上げて開弁させた後、再びステップＳ３００〜ス
テップＳ７００の処理を繰り返す。次いで、立上げ補正
時間Ｔ1 が経過して、ステップＳ４００で燃料噴射弁２
６の開弁タイミングに達したと判定すると、ステップＳ
９００で燃料噴射弁２６への制御信号を立上げて開弁さ
せ、更に、燃料噴射弁２６が開弁してから開弁時間ＴＡ
Ｕ＋ＴＡＵＶが経過して、ステップＳ６００で燃料噴射
弁２６の閉弁タイミングに達したと判定すると、ステッ
プＳ１１００で燃料噴射弁２６への制御信号を立下げて
閉弁させる。その後、エア制御弁２８が開弁してから開
弁時間ＴＡＣＶが経過して、ステップＳ５００でエア制
御弁２８の閉弁タイミングに達したと判定すると、ステ
ップＳ１０００でエア制御弁２８への制御信号を立下げ
て閉弁させ、ステップＳ７００でエア制御弁２８と燃料
噴射弁２６の開閉動作が終了したと判定して、このルー
チンを終了する。
【００４２】なお、以上は立下げ補正時間Ｔ2 として正
の値が設定されて、燃料噴射弁２６の閉弁後にエア制御
弁２８を閉弁させた場合を説明したが、エンジン２の運
転状況によっては立下げ補正時間Ｔ2 が負の値として設
定される場合もある。したがって、このときにはステッ
プＳ１１００の燃料噴射弁２６の閉弁に先行して、ステ
ップＳ１０００でエア制御弁２８が閉弁される。
【００４３】次に、前述した制御ルーチンのステップＳ
２００でＥＣＵ４にて実行されるエア制御弁２８の開弁
時間ＴＡＣＶの算出処理ルーチンを説明する。
【００４４】図６及び図７は本発明の第一実施例である
エンジンの燃料噴射装置のＥＣＵが実行するエア制御弁
の開弁時間の算出ルーチンを示すフローチャート、図８
は本発明の第一実施例であるエンジンの燃料噴射装置の
実際の燃料噴射に対してミキシングエアの供給を同期さ
せた状態を示すタイムチャート、図９は本発明の第一実
施例であるエンジンの燃料噴射装置の負荷起動による回
転低下時の燃料噴射弁とエア制御弁の制御信号を示すタ
イムチャート、図１０は本発明の第一実施例であるエン
ジンの燃料噴射装置のＥＣＵが実際のエンジン回転数と
目標回転数との差に応じて立下げ補正時間の補正量を設
定するためのマップを示す説明図、図１１は本発明の第
一実施例であるエンジンの燃料噴射装置のＥＣＵがファ
ーストアイドル時に冷却水温に応じて立下げ補正時間の
補正量を設定するためのマップを示す説明図である。
【００４５】図６及び図７に示すように、ＥＣＵ４は、
ステップＳ２０１で前記回転角センサ３７にて検出され
たエンジン２の回転数Ｎe が２０００rpm 以上であるか
否かを判定し、２０００rpm 以上のときには、ステップ
Ｓ２０２でエア制御弁２８を常時開弁状態に保持して、
このルーチンを終了する。即ち、前記ステップＳ３００
〜ステップＳ１１００の処理では、燃料噴射弁２６と共
にエア制御弁２８をエンジン２の回転に同期して開閉制
御しているため、エンジン２の回転数が上昇すると、エ
ア制御弁２８の応答性の問題でその開閉動作に遅れが生
じるためである。また、このときにはスロットルバルブ
１４の開度に応じて燃焼室８内に多量の吸入空気が導入
されて、その回転数を制御されているため、後述するス
ロットルバルブ１４が閉じられたアイドル運転時等のよ
うに、エア制御弁２８を開閉動作させてエアミクスチャ
管路２７からのミキシングエアの供給量を調整する必要
はないためでもある。
【００４６】そして、このようにエア制御弁２８が開状
態に保持されることで、スロットルバルブ１４の上流側
の吸入空気が、エアミクスチャ管路２７を経てエア噴孔
部４２から吸気ポート１１内にミキシングエアとして連
続的に供給され、燃料噴孔部４３から噴射された燃料を
微粒化する役割を果たす。
【００４７】また、前記ステップＳ２０１で回転数Ｎe
が２０００rpm 未満のときには、ステップＳ２０３で前
記アイドルスイッチ３４のオンオフ状態に基づいてエン
ジン２がアイドル運転中か否かを判定し、アイドル運転
中でないときには、２０００rpm 未満のオフアイドル状
態であると見做してステップＳ２０４に移行し、予め設
定された負の値の設定値ＴA を立下げ補正時間Ｔ2 とし
て設定する。その後、ステップＳ２０５に移行して予め
設定された正の値の設定値ＴB を立上げ補正時間Ｔ1 と
して設定し、ステップＳ２０６で、次式にしたがってエ
ア制御弁２８の開弁時間ＴＡＣＶを算出し、このルーチ
ンを終了する。
【００４８】 ＴＡＣＶ＝Ｔ1 ＋（ＴＡＵ＋ＴＡＵＶ）＋Ｔ2 したがって、図４に示すステップＳ８００及びステップ
Ｓ９００でエア制御弁２８と燃料噴射弁２６が開弁され
るときには、図８に示すように、燃料噴射弁２６の制御
信号の立上げに対して、エア制御弁２８の制御信号の立
上げが立上げ補正時間Ｔ1 だけ先行することになり、ま
た、ステップＳ１０００及びステップＳ１１００でエア
制御弁２８と燃料噴射弁２６が閉弁されるときには、立
下げ補正時間Ｔ2 が負の値であることから、燃料噴射弁
２６の制御信号の立下げに対して、エア制御弁２８の制
御信号の立下げが立下げ補正時間Ｔ2 だけ先行すること
になる。
【００４９】そして、エア制御弁２８の応答性やミキシ
ングエアの慣性の影響等を考慮した上で、立上げ補正時
間Ｔ1 の長さは、燃料噴射が実際に開始された時点（図
８にａで示す）で、エア制御弁２８の開口面積の増加に
よりエア噴孔部４２の上流圧力が最大値に達するように
設定されている。また、立下げ補正時間Ｔ2 の長さは、
燃料噴射が実際に終了される時点（図８にｂで示す）ま
で、エア噴孔部４２の上流圧力が最大値を維持し、か
つ、それ以降は上流圧力が急激に低下するように設定さ
れている。
【００５０】その結果、この２０００rpm 未満のオフア
イドル状態のときには、ミキシングエアが主に燃料噴射
中に供給され、前述した２０００rpm 以上の場合と同じ
く、燃料の微粒化を促進する役割を果たす。
【００５１】また、前記ステップＳ２０３でエンジン２
がアイドル運転中であると判定したときには、ステップ
Ｓ２０７に移行して、アイドル回転数のＦ／Ｂ条件が成
立しているか否かを判定する。周知のように、このＦ／
Ｂ条件は、エンジン２のアイドル回転数をフィードバッ
ク制御する必要がある条件として定められたものであ
り、例えば、エンジン２の冷却水温が８０℃以上のとき
や、車速が３Km/h未満のとき等に成立する。ＥＣＵ４
は、ステップＳ２０７で前記水温センサ３５にて検出さ
れた冷却水温や図示しない車速センサにて検出された車
速に基づいて、このＦ／Ｂ条件が成立していると判定し
たときには、ステップＳ２０８に移行する。
【００５２】そして、ステップＳ２０８で、車輌に搭載
されたエアコンや電気的負荷の作動状況、或いは、車輌
がＡ／Ｔ車である場合はＮレンジやＤレンジ等のシフト
位置の相違に応じて目標回転数ＮT を、例えば、７００
rpm に設定する。次いで、ステップＳ２０９で回転角セ
ンサ３７で検出された実際のエンジン２の回転数Ｎeと
目標回転数ＮT との差ΔＮe を算出する。
【００５３】ΔＮe ＝Ｎe −ＮT その後、ステップＳ２１０で図１０に示すＲＯＭ４ｂに
格納されたマップに基づいて、差ΔＮe に応じた補正量
ΔＴ2 を設定し、ステップＳ２１１で前回の立下げ補正
時間Ｔ2 に補正量ΔＴ2 を加算した値を、今回の立下げ
補正時間Ｔ2 として設定する。
【００５４】Ｔ2 ←Ｔ2 ＋ΔＴ2 更に、ステップＳ２０５で立上げ補正時間Ｔ1 として、
前述した２０００rpm未満のオフアイドル時と同一の値
を設定し、ステップＳ２０６でこれらの立上げ補正時間
Ｔ1 及び立下げ補正時間Ｔ2 に基づいてエア制御弁２８
の開弁時間ＴＡＣＶを算出して、このルーチンを終了す
る。
【００５５】以上の処理により、例えば、図５に示すよ
うに、立下げ補正時間Ｔ2 として正の値が設定され、前
記ステップＳ１０００及びステップＳ１１００でエア制
御弁２８と燃料噴射弁２６が閉弁されるときには、燃料
噴射弁２６の制御信号の立下げに対して、エア制御弁２
８の制御信号の立下げが立下げ補正時間Ｔ2 だけ遅延さ
れる。そして、この立下げ補正時間Ｔ2 は、実際のエン
ジン回転数Ｎe と目標回転数ＮT との差ΔＮe を小さく
する方向に補正量ΔＴ2 によって補正され、その結果、
エンジン２が目標回転数ＮT である７００rpm に維持さ
れる。
【００５６】したがって、例えば、車輌の急激な操舵に
よりパワーステアリング用ポンプの回転負荷が増加し
て、図９に示すように、エンジン２の回転数が急激に低
下したとき（Ｃで示す）は、ステップＳ２０９で負の値
の差ΔＮe が算出されるため、ステップＳ２１０で補正
量ΔＴ2 が正の値として設定され、ステップＳ２１１で
立下げ補正時間Ｔ2 が延長化される。よって、ミキシン
グエアの供給量の増加によりエンジン２の回転数は再び
上昇して、最終的に目標回転数ＮT の７００rpmに回復
する。また、エアコンが起動したときには、ステップＳ
２０８で目標回転数ＮT が、例えば９００rpm に設定さ
れて、ステップＳ２０９〜ステップＳ２１１の処理によ
り、実際のエンジン２の回転数が９００rpm に調整され
る。
【００５７】なお、立下げ補正時間Ｔ2 は、必ずしも正
の値に設定されるとは限らず、エンジン２の回転を増速
させる方向に回転負荷が作用したとき等には、アイドル
回転数の増加を抑制して目標回転数ＮT に維持すべく、
立下げ補正時間Ｔ2 が負の値に転じて設定されて、エア
制御弁２８の開弁時間ＴＡＣＶが短縮化されることもあ
る。
【００５８】即ち、このアイドル運転時でＦ／Ｂ条件が
成立しているときには、エア制御弁２８の開弁時間ＴＡ
ＣＶが立下げ補正時間Ｔ2 により適宜補正されて、エン
ジン２がエアコンや電気的負荷等の作動状況、或いはシ
フト位置に応じた目標回転数ＮT に保持される。したが
って、このときのミキシングエアは、噴射燃料の微粒化
を促進する役割に加えて、アイドル回転数を適正値に維
持する役割も果たす。
【００５９】一方、前記ステップＳ２０７でアイドル回
転数のＦ／Ｂ条件が成立していないと判定したときに
は、ステップＳ２１２に移行し、図１１に示すＲＯＭ４
ｂに格納されたマップに基づいて、エンジン２の冷却水
温に応じた補正量Ｔ2THWを設定する。次いで、ステップ
Ｓ２１３でエンジン２の回転数を低下させる負荷が作用
しているか否か、即ち、車輌に搭載されたエアコンや電
気的負荷が起動されたり、車輌がＡ／Ｔ車である場合は
シフト位置がＤレンジに切り換えられたりしたか否かを
判定し、負荷があるときには、ステップＳ２１４でその
負荷に応じた補正量Ｔ2LD を設定し、ステップＳ２１５
で補正量Ｔ2THWに補正量Ｔ2LD を加算した値を、立下げ
補正時間Ｔ2 として設定する。
【００６０】Ｔ2 ←Ｔ2THW＋Ｔ2LD その後、ステップＳ２０５で立上げ補正時間Ｔ1 として
前述した２０００rpm未満のオフアイドル時と同一の値
を設定し、ステップＳ２０６でこれらの立上げ補正時間
Ｔ1 及び立下げ補正時間Ｔ2 に基づいてエア制御弁２８
の開弁時間ＴＡＣＶを算出して、このルーチンを終了す
る。また、ステップＳ２１３で負荷が作用していないと
きには、ステップＳ２１５で冷却水温に応じた補正量Ｔ
2THWを立下げ補正時間Ｔ2 として設定する。
【００６１】ここで、図１１に示すように、補正量Ｔ2T
HWは、エンジン２の冷却水温が低いときほど正の大きな
値に設定され、また、冷却水温が約７０℃以上のとき、
つまり、エンジン２の暖機がほぼ完了したときには、負
の値に転じて設定される。したがって、前記ステップＳ
１０００及びステップＳ１１００で燃料噴射弁２６とエ
ア制御弁２８が閉弁されるときには、エンジン２の冷間
時であれば、図５に示すように、エア制御弁２８の制御
信号の立下げが立下げ補正時間Ｔ2 だけ遅延され、ミキ
シングエアの供給量の増加によりエンジン２の回転数が
上昇して、ファーストアイドル回転が実行され、また、
暖機完了時であれば、図８に示すように、エア制御弁２
８の制御信号の立下げが立下げ補正時間Ｔ2 だけ先行
し、ミキシングエアの供給量の減少に伴いエンジン２の
回転数が低下して、ファーストアイドル回転が終了す
る。
【００６２】また、前記補正量Ｔ2LD は、負荷の種別に
応じて所定の大きさの正の値として設定され、この補正
量Ｔ2LD の加算によりエア制御弁２８の開弁時間ＴＡＣ
Ｖが延長補正される。したがって、ミキシングエアの供
給量の増加に伴い、例えば、Ｄレンジへの切換時には、
トルクコンバータの負荷によるアイドル回転の低下が防
止され、また、エアコンの起動時には、冷房能力の確保
のためにアイドル回転が若干増加される。
【００６３】即ち、このアイドル運転時でＦ／Ｂ条件が
成立していないときには、エア制御弁２８の開弁時間Ｔ
ＡＣＶが立下げ補正時間Ｔ2 により適宜補正されて、冷
却水温に応じたファーストアイドル回転が実行され、加
えて、エアコンや電気的負荷の起動、或いは、Ｄレンジ
への切換等が行なわれたときには立下げ補正時間Ｔ2が
延長補正されて、負荷に応じたアイドル回転数が維持さ
れる。したがって、このときのミキシングエアは、Ｆ／
Ｂ条件が成立しているときと同じく、噴射燃料を微粒化
する役割に加えて、アイドル回転数を適正値に維持する
役割も果たす。
【００６４】以上のように、本実施例の燃料噴射装置
は、スロットルバルブ１４が全閉されたアイドル運転時
においては、エア制御弁２８の開弁時間ＴＡＣＶを立下
げ補正時間Ｔ2 により適宜補正して、ミキシングエアの
供給量を調整し、そのミキシングエアにより燃料の微粒
化を促進するだけでなく、アイドル回転数を適正値に維
持している。したがって、従来技術で説明した燃料噴射
装置のように、このエア制御弁２８とは別にアイドル回
転数の調整用のＩＳＣＶを設けて、その開度を制御する
必要がなくなり、前述したステップＳ３００、ステップ
Ｓ５００、ステップＳ８００及びステップＳ１０００
で、ＥＣＵ４は単一のエア制御弁２８を対象とした開閉
制御を実行するだけでよく、その制御内容が大幅に簡易
化される。
【００６５】また、前述したように、開弁時のエア制御
弁２８は、その開度を調整されることなく全開状態に保
持されるため（図８に示すエア制御弁２８の開口面積か
ら明らかである）、このエア制御弁２８の箇所での圧力
損失が最小限に抑制される。したがって、吸気ポート１
１内に発生した負圧を有効に利用して、ミキシングエア
の流速を飛躍的に高めることが可能となる。
【００６６】なお、本実施例では、内燃機関Ｍ１として
エンジン２が、運転状態検出手段Ｍ２として吸入空気量
の決定に用いられるエアフローメータ３１、吸気温セン
サ３２、スロットルポジションセンサ３３、水温センサ
３５、酸素濃度センサ３６及び回転角センサ３７と、エ
ンジン２のアイドル運転を検出するアイドルスイッチ３
４とがそれぞれ機能し、また、燃料噴射手段Ｍ３として
燃料噴射弁２６が、エア管路Ｍ４としてエアミクスチャ
管路２７が、開閉手段Ｍ５としてエア制御弁２８がそれ
ぞれ機能し、更に、開閉制御手段Ｍ６としてステップＳ
２０４〜ステップＳ２０６、ステップＳ３００、ステッ
プＳ５００、ステップＳ８００及びステップＳ１０００
の処理を実行するときのＥＣＵ４が、開放時間補正手段
Ｍ７としてステップＳ２０８〜ステップＳ２１１、或い
はステップＳ２１２〜ステップＳ２１５の処理を実行す
るときのＥＣＵ４がそれぞれ機能する。
【００６７】以上詳述したように、本実施例のエンジン
の燃料噴射装置１は、回転角センサ３７で検出されたエ
ンジン２の回転数Ｎe が２０００rpm 未満のときに、燃
料噴射弁２６の開弁時間ＴＡＵ＋ＴＡＵＶにほぼ同期し
た開弁時間ＴＡＣＶ中に、エアミクスチャ管路２７に設
けたエア制御弁２８を開弁状態に保持し（ステップＳ２
０４〜ステップＳ２０６、ステップＳ３００、ステップ
Ｓ５００、ステップＳ８００及びステップＳ１００
０）、かつ、アイドルスイッチ３４でスロットルバルブ
１４の全閉状態が検出されて、エンジン２がアイドル運
転中であると見做したときに、所定のアイドル回転数を
維持すべく、前記エア制御弁２８の開弁時間ＴＡＣＶを
立下げ補正時間Ｔ2 にて補正する（ステップＳ２０８〜
ステップＳ２１１、ステップＳ２１２〜ステップＳ２１
５）ＥＣＵ４とを具備している。この構成は請求項１の
発明の実施例に相当するものである。
【００６８】したがって、スロットルバルブ１４が全閉
されたアイドル運転時においては、エア制御弁２８の開
弁時間ＴＡＣＶを立下げ補正時間Ｔ2 により適宜補正し
て、ミキシングエアの供給量を調整し、そのミキシング
エアにより燃料の微粒化を促進するだけでなく、アイド
ル回転数を適正値に維持する。その結果、ＥＣＵ４は単
一のエア制御弁２８を対象とした開閉制御を実行するだ
けでよく、その制御内容が大幅に簡易化して、ひいて
は、ＥＣＵ４の製造コストを低減することができる。
【００６９】加えて、開弁時のエア制御弁２８は、その
開度を調整されることなく全開状態に保持されるため、
このエア制御弁２８の箇所での圧力損失が最小限に抑制
される。故に、吸気ポート１１内に発生した負圧を有効
に利用して、ミキシングエアの流速を飛躍的に高めるこ
とができ、燃料の微粒化を十分に達成することができ
る。
【００７０】また、本実施例のエンジンの燃料噴射装置
１は、エンジン２がアイドル運転中で、かつ、アイドル
回転数のＦ／Ｂ条件が成立しているときには、エンジン
２の実際の回転数Ｎe と目標回転数ＮT との差ΔＮe を
縮小する方向に、エア制御弁２８の開弁時間ＴＡＣＶを
立下げ補正時間Ｔ2 にて補正する（ステップＳ２０８〜
ステップＳ２１１）ＥＣＵ４を具備している。この構成
は請求項２の発明の実施例に相当するものである。
【００７１】したがって、予めエンジン２の稼働状況に
応じた目標回転数ＮT を任意に設定して、そのアイドル
回転数を常に適正値に維持することができ、このように
エンジン２の稼働状況に応じたアイドル回転制御の機能
を備えているため、専用の制御機構を付加する必要がな
く、燃料噴射装置の全体的な構成が複雑化するのを未然
に防止して、その製造コストをより低減することができ
る。
【００７２】そして、本実施例のエンジンの燃料噴射装
置１は、エンジン２がアイドル運転中で、かつ、アイド
ル回転数のＦ／Ｂ条件が成立していないときには、エン
ジン２の冷却水温が低いときほど、エア制御弁２８の開
弁時間ＴＡＣＶを立下げ補正時間Ｔ2 にて延長補正する
（ステップＳ２１２、ステップＳ２１５）ＥＣＵ４を具
備している。この構成は請求項３の発明の実施例に相当
するものである。
【００７３】したがって、エンジン２の冷間時にファー
ストアイドル回転を実行することができ、このようにエ
ンジン２の冷却水温に応じたアイドル回転制御の機能を
備えているため、専用の制御機構を付加する必要がな
く、燃料噴射装置の全体的な構成が複雑化するのを未然
に防止して、その製造コストをより低減することができ
る。
【００７４】更に、本実施例のエンジンの燃料噴射装置
１は、エンジン２がアイドル運転中で、かつ、アイドル
回転数のＦ／Ｂ条件が成立していないときには、エアコ
ンや電気的負荷の起動、或いはＤレンジへの切換に応じ
て、エア制御弁２８の開弁時間ＴＡＣＶを立下げ補正時
間Ｔ2 にて延長補正する（ステップＳ２１３〜ステップ
Ｓ２１５）ＥＣＵ４を具備している。この構成は請求項
４の発明の実施例に相当するものである。
【００７５】したがって、エンジン２に作用する負荷の
状況に応じてアイドル回転数を常に適正値に維持するこ
とができ、このように負荷に応じたアイドル回転制御の
機能を備えているため、専用の制御機構を付加する必要
がなく、燃料噴射装置の全体的な構成が複雑化するのを
未然に防止して、その製造コストをより低減することが
できる。
【００７６】〈第二実施例〉以下、本発明の内燃機関の
燃料噴射装置をエンジンの燃料噴射装置に具体化した第
二実施例を説明する。なお、本実施例の燃料噴射装置の
全体的な構成は、第一実施例の燃料噴射装置と同一であ
り、相違点はエア制御弁５１の構造にある。したがっ
て、本実施例では、同一構成の箇所は同一部材番号を付
して重複する説明を省略し、特に相違点を重点的に説明
する。
【００７７】図１２は本発明の第二実施例であるエンジ
ンの燃料噴射装置のエア制御弁を示す断面図である。
【００７８】図に示すように、エア制御弁５１のケーシ
ング５２には流入ポート５３と流出ポート５４が設けら
れ、流入ポート５３は前記エアミクスチャ管路２７を介
して吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側と連通
し、流出ポート５４はエアミクスチャ管路２７を介して
前記燃料噴射弁２６の燃料噴孔部４３近傍と連通してい
る。そして、本実施例の燃料噴射装置では、これらの流
入ポート５３と流出ポート５４の内径が８mmに設定され
ているため、開弁時の開口面積は約５０mm2 となる。ケ
ーシング５２内には弁室５５が形成され、この弁室５５
内の上側において流入ポート５３と流出ポート５４は相
互に直角に連通している。弁室５５内の右側にはムービ
ングコア５６が上下方向に移動可能に配設され、そのム
ービングコア５６の上部に一体形成された傘状の弁体５
６ａは、ムービングコア５６の移動に伴って前記流入ポ
ート５３の開口部に形成された弁座５７に対して接離す
る。
【００７９】ムービングコア５６の下部は、弁室５５内
の下側に配設されたバネ受け５８に対してロッド５９に
て連結され、バネ受け５８と弁室５５の内壁との間には
圧縮バネ６０が介装されている。そして、圧縮バネ６０
の付勢力によりバネ受け５８、ロッド５９、ムービング
コア５６は一体で常に上方に付勢され、ムービングコア
５６の弁体５６ａが弁座５７に当接している。ケーシン
グ５２内の弁室５５の外周にはコイル６１が配設され、
このコイル６１の励磁時には圧縮バネ６０の付勢力に抗
してムービングコア５６が左方に吸引されて、その弁体
５５を弁座５７から離間させる。
【００８０】前記ムービングコア５６の弁体５６ａに
は、全閉抑止手段としての略Ｌ字状の補助ポート６２が
形成され、この補助ポート６２の一端は弁体５６ａの頂
部に開口し、補助ポート６２の他端は弁体５６ａの外周
に開口している。したがって、流入ポート５３と流出ポ
ート５４は、弁体５６ａの位置に関係なく常に補助ポー
ト６２を介して連通している。つまり、このエア制御弁
５１は閉弁時においても完全には閉鎖されずに所定開度
に保持され、少量の吸入空気の通過を許容する。そし
て、本実施例の燃料噴射装置では、補助ポート６２の内
径が２mmに設定されているため、閉弁時の開口面積は約
３mm2 となる。
【００８１】次に、このように構成された燃料噴射装置
におけるエア制御弁５１の開閉制御の状況を説明する。
【００８２】図１３は本発明の第二実施例であるエンジ
ンの燃料噴射装置の実際の燃料噴射に対してミキシング
エアの供給を同期させた状態を示すタイムチャート、図
１４は本発明の第二実施例であるエンジンの燃料噴射装
置の補助ポート開口面積とエア噴孔部上流側の圧力変動
幅との関係を示す説明図、図１５は本発明の第二実施例
であるエンジンの燃料噴射装置のエア噴孔部上流側の圧
力変動幅と脈動音との関係を示す説明図である。
【００８３】本実施例の燃料噴射装置は第一実施例と同
じく、図４に示す制御ルーチンと図６及び図７に示す算
出ルーチンに基づいてＥＣＵ４にてエア制御弁５１が開
閉制御される。ここで、図１３に示すように、開弁時の
エア制御弁５１の開口面積は約５０mm2 であることか
ら、第一実施例と同様に４本分で２００mm2 となるが、
閉弁時においては第一実施例のように開口面積が０とは
ならずに約３mm2 、４本分として１２mm2 程度確保され
る。したがって、エア制御弁５１の閉弁時において、流
入ポート５３から流出ポート５４への少量の吸入空気の
通過が許容されて、エア噴孔部４２の上流圧力（流出ポ
ート５４側の圧力）は第一実施例の場合に比較して高い
値に維持されることになり、この閉弁時の圧力と、大気
圧近くまで上昇する開弁時の圧力（エア制御弁５１の上
流側の圧力と等しい）との差、つまり、エア噴孔部４２
の上流の圧力変動幅が減少する。
【００８４】よって、図１４に示すように、補助ポート
６２の開口面積が０である第一実施例では７５ＫPa程度
であったエア噴孔部４２の上流の圧力変動幅が、本実施
例では補助ポート６２の開口面積を１本分で約３mm2 と
しているため、４３ＫPa程度に減少している。そして、
図１５に示すように、この圧力変動幅に対しエア制御弁
５１の開閉に伴って発生する脈動音は対数的な関係にあ
るため、圧力変動幅が７５ＫPaから４３ＫPaに減少すれ
ば、脈動音はより大きな比率で大幅に低減される。
【００８５】以上詳述したように、本実施例のエンジン
の燃料噴射装置１は、エア制御弁５１の弁体５６ａに、
流入ポート５３及び流出ポート５４を相互に連通させる
補助ポート６２を形成して、エア制御弁５１の閉弁時に
おいて、補助ポート６２にて開弁時の開度より小さな所
定開度を保持するように構成されている。この構成は請
求項５の発明の実施例に相当するものである。
【００８６】したがって、第一実施例で説明した種々の
利点に加えて、エア制御弁５１の閉弁時においても少量
の吸入空気の通過が許容されるため、エア噴孔部４２の
上流圧力が高い値に維持されて、その結果、開弁時と閉
弁時のエア噴孔部４２の上流の圧力変動幅が減少する。
故に、脈動音を大幅に低減して、車室内騒音の増加を未
然に防止することができる。
【００８７】ところで、上記第一実施例及び第二実施例
の運転状態検出手段は、燃料噴射量を決定するために用
いられるエアフローメータ３１、吸気温センサ３２、ス
ロットルポジションセンサ３３、水温センサ３５、酸素
濃度センサ３６及び回転角センサ３７と、アイドル運転
を検出するアイドルスイッチ３４とから構成されている
が、本発明を実施する場合には、これに限定されるもの
ではなく、燃料噴射量を決定するための諸条件を検出可
能であるとともに、エンジン２のアイドル運転を検出可
能なものであればよい。したがって、例えば、熱線式エ
アフローメータにて検出された吸入空気量に基づいて燃
料噴射量を決定したり、或いは、エンジン２の回転数Ｎ
e と吸気管１２内の負圧に基づいてアイドル運転を検出
するように構成してもよい。
【００８８】また、上記第一実施例及び第二実施例の開
放時間補正手段は、エンジン２がアイドル運転中で、Ｆ
／Ｂ条件が成立しているときには、フィードバック制御
によりアイドル回転数を任意の目標回転数ＮT に維持し
（ステップＳ２０８〜ステップＳ２１１）、Ｆ／Ｂ条件
が成立していないときには、冷却水温に応じてファース
トアイドル回転を実行するとともに、負荷が作用したと
きにエア制御弁２８の開弁時間ＴＡＣＶを延長補正し
て、負荷に応じたアイドル回転数を維持する（ステップ
Ｓ２１２〜ステップＳ２１５）ＥＣＵ４として構成され
ているが、本発明を実施する場合には、これに限定され
るものではなく、エンジン２のアイドル運転時に、エア
制御弁２８の開弁時間ＴＡＣＶを適宜補正して、所定の
アイドル回転数を維持可能なものであれば、その制御内
容は限定されない。したがって、必ずしも前述した３種
の処理を実行する必要はなく、例えば、Ｆ／Ｂ条件が成
立していないときに、負荷の種別に応じた開弁時間ＴＡ
ＣＶの補正を省略してもよい。
【００８９】更に、上記第一実施例及び第二実施例の開
放時間補正手段は、エンジン２のアイドル運転時に、立
下げ補正時間Ｔ2 を補正することで、エア制御弁２８の
閉弁タイミングを前後させて、ミキシングエアの供給量
を調整するＥＣＵ４として構成されているが、本発明を
実施する場合には、これに限定されるものではなく、エ
ア制御弁２８の総括的な開弁時間ＴＡＣＶを補正できる
ものであればよい。したがって、例えば、立上げ補正時
間Ｔ1 を補正することで、エア制御弁２８の開弁タイミ
ングを前後させて、ミキシングエアの供給量を調整する
ように構成してもよい。或いは、燃料噴射に同期した最
小限の開弁時間ＴＡＣＶ（例えば、２０００rpm のオフ
アイドル時の開弁時間ＴＡＣＶ）を基本開弁時間ＴＡＣ
Ｖとして設定し、アイドル運転時等のように、その基本
開弁時間ＴＡＣＶだけでは、ミキシングエアの供給量が
不足するときには、基本開弁時間ＴＡＣＶ自体を補正す
ることなく、それより以前または以後に別の補正用の開
弁時間を設定し、その開弁時間に基づいてエア制御弁２
８を再度開閉して、必要な量のミキシングエアを追加す
るように構成してもよい。
【００９０】一方、上記第二実施例の全閉抑止手段は、
エア制御弁５１の流入ポート５３と流出ポート５４を連
通する内径２mmの補助ポート６２として構成されている
が、本発明を実施する場合には、これに限定されるもの
ではなく、エア制御弁５１を閉弁時においても完全に閉
鎖せずに、開弁時より小さい開度を保持して少量の吸入
空気の通過を許容可能なものであればよい。したがっ
て、例えば、開閉手段としてエア制御弁５１に代えてス
テップモータを駆動源とする流量制御弁を用いた場合に
は、ステップモータに入力する制御信号のステップ数を
開弁時には最大とし、閉弁時には０とせずに所定の値を
保持することで、流量制御弁を小さな開度に保持するよ
うに制御してもよい。なお、この場合には流量制御弁に
制御信号を出力するＥＣＵ４が全閉抑止手段の機能を果
たすことになる。また、同様に開閉手段としてリニアソ
レノイドやロータリソレノイドを駆動源とする流量制御
弁を用いた場合には、これらのソレノイドに入力する制
御信号のデューティ比を調整することで、閉弁時におい
て流量制御弁を小さな開度に保持してもよい。
【００９１】また、上記第一実施例及び第二実施例で
は、吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側の吸入
空気の一部をエアミクスチャ管路２７を経てエア噴孔部
４２の近傍に供給する燃料噴射装置として具体化してい
るが、例えば、特開昭５７−１９１４５４号公報に記載
の燃料噴射装置のように、加圧ポンプにて圧縮した吸入
空気をエア噴孔部４２の近傍に供給する燃料噴射装置と
して具体化してもよい。なお、この場合には加圧ポンプ
からの圧縮された吸入空気をエア制御弁２８，５１にて
制御することになる。
【００９２】
【発明の効果】以上のように、請求項１の発明の内燃機
関の燃料噴射装置は、燃料噴射手段の燃料噴射にほぼ同
期した期間中に、エア管路に設けた開閉手段を開放状態
に保持する開閉制御手段と、運転状態検出手段の検出に
基づき、内燃機関がアイドル運転中のときに、所定のア
イドル回転数を維持すべく、前記開閉手段の総括開放時
間を補正する開放時間補正手段とを具備しているため、
内燃機関のアイドル運転時においては、開放時間補正手
段により開閉手段の総括開放時間が適宜補正されて、吸
入空気の供給量が調整され、その吸入空気により燃料の
微粒化を促進するだけでなく、アイドル回転数が適正値
に維持される。
【００９３】そして、このように開閉制御手段が単一の
開閉手段を対象として開閉制御することから、その制御
内容を大幅に簡易化して、ひいては、開閉制御手段の製
造コストを低減することができる。また、開放時の開閉
手段は、その開度を調整されることなく全開状態に保持
されるため、この開閉手段での圧力損失が最小限に抑制
され、よって、内燃機関の吸気系に発生した負圧を有効
に利用して、噴射箇所近傍に供給される吸入空気の流速
を飛躍的に高めることができ、その結果、噴射燃料の微
粒化を十分に達成することができる。
【００９４】また、請求項２の発明の内燃機関の燃料噴
射装置は、開放時間補正手段を、内燃機関の実際の回転
数と予め設定された目標回転数との差を縮小する方向
に、開閉手段の開放時間を補正するように構成したた
め、予め内燃機関の稼働状況に応じた目標回転数を任意
に設定して、そのアイドル回転数を常に適正値に維持可
能となり、このように内燃機関の稼働状況に応じたアイ
ドル回転制御の機能を備えているため、専用の制御機構
を付加する必要がなく、燃料噴射装置の全体的な構成が
複雑化するのを未然に防止して、その製造コストをより
低減することができる。
【００９５】そして、請求項３の発明の内燃機関の燃料
噴射装置は、開放時間補正手段を、内燃機関の温度に応
じて、開閉手段の開放時間を補正するように構成したた
め、温度変化に応じてアイドル回転数を常に適正値に維
持可能となり、このように内燃機関の温度変化に応じた
アイドル回転制御の機能を備えているため、専用の制御
機構を付加する必要がなく、燃料噴射装置の全体的な構
成が複雑化するのを未然に防止して、その製造コストを
より低減することができる。
【００９６】更に、請求項４の発明の内燃機関の燃料噴
射装置は、開放時間補正手段を、内燃機関に作用する負
荷に応じて、開閉手段の開放時間を補正するように構成
したため、負荷の状況に応じてアイドル回転数を常に適
正値に維持可能となり、このように内燃機関に作用する
負荷に応じたアイドル回転制御の機能を備えているた
め、専用の制御機構を付加する必要がなく、燃料噴射装
置の全体的な構成が複雑化するのを未然に防止して、そ
の製造コストをより低減することができる。
【００９７】一方、請求項５の発明の内燃機関の燃料噴
射装置は、開閉手段を、エア管路の遮断時に、全閉抑止
手段にて連通時の開度より小さい所定開度を保持するよ
うに構成したため、エア管路を遮断したときにおいて
も、開閉手段は全閉抑止手段にて所定の小さな開度に保
持されて少量の吸入空気の通過を許容し、開閉手段の下
流側の圧力は完全に遮断した場合に比較して高い値に維
持され、その結果、連通時と遮断時の開閉手段の下流側
の圧力変動幅が減少し、脈動音を大幅に低減して、車室
内騒音の増加を未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の第一実施例の内容を概念的に示
したクレーム対応図である。
【図２】図２は本発明の第一実施例であるエンジンの燃
料噴射装置のシステム構成図である。
【図３】図３は本発明の第一実施例であるエンジンの燃
料噴射装置の燃料噴射弁の燃料噴孔部近傍の構造を示す
部分拡大断面図である。
【図４】図４は本発明の第一実施例であるエンジンの燃
料噴射装置のＥＣＵが実行する燃料噴射弁とエア制御弁
の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【図５】図５は本発明の第一実施例であるエンジンの燃
料噴射装置の実際のエンジン回転数が目標回転数に収束
したときの燃料噴射弁とエア制御弁の制御信号を示すタ
イムチャートである。
【図６】図６は本発明の第一実施例であるエンジンの燃
料噴射装置のＥＣＵが実行するエア制御弁の開弁時間の
算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図７】図７は本発明の第一実施例であるエンジンの燃
料噴射装置のＥＣＵが実行するエア制御弁の開弁時間の
算出ルーチンを示すフローチャートである。
【図８】図８は本発明の第一実施例であるエンジンの燃
料噴射装置の実際の燃料噴射に対してミキシングエアの
供給を同期させた状態を示すタイムチャートである。
【図９】図９は本発明の第一実施例であるエンジンの燃
料噴射装置の負荷起動による回転低下時の燃料噴射弁と
エア制御弁の制御信号を示すタイムチャートである。
【図１０】図１０は本発明の第一実施例であるエンジン
の燃料噴射装置のＥＣＵが実際のエンジン回転数と目標
回転数との差に応じて立下げ補正時間の補正量を設定す
るためのマップを示す説明図である。
【図１１】図１１は本発明の第一実施例であるエンジン
の燃料噴射装置のＥＣＵがファーストアイドル時に冷却
水温に応じて立下げ補正時間の補正量を設定するための
マップを示す説明図である。
【図１２】図１２は本発明の第二実施例であるエンジン
の燃料噴射装置のエア制御弁を示す断面図である。
【図１３】図１３は本発明の第二実施例であるエンジン
の燃料噴射装置の実際の燃料噴射に対してミキシングエ
アの供給を同期させた状態を示すタイムチャートであ
る。
【図１４】図１４は本発明の第二実施例であるエンジン
の燃料噴射装置の補助ポート開口面積とエア噴孔部上流
側の圧力変動幅との関係を示す説明図である。
【図１５】図１５は本発明の第二実施例であるエンジン
の燃料噴射装置のエア噴孔部上流側の圧力変動幅と脈動
音との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
Ｍ１ 内燃機関 Ｍ２ 運転状態検出手段 Ｍ３ 燃料噴射手段 Ｍ４ エア管路 Ｍ５ 開閉手段 Ｍ６ 開閉制御手段 Ｍ７ 開放時間補正手段 ２ エンジン ４ 電子制御装置（ＥＣＵ） ２６ 燃料噴射弁 ２７ エアミクスチャ管路 ２８，５１ エア制御弁 ３１ エアフローメータ ３２ 吸気温センサ ３３ スロットルポジションセンサ ３４ アイドルスイッチ ３５ 水温センサ ３６ 酸素濃度センサ ３７ 回転角センサ ６２ 補助ポート

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内燃機関の運転状態を検出する運転状態
    検出手段と、 前記内燃機関の吸気系に設けられ、前記運転状態検出手
    段にて検出された内燃機関の運転状態に応じて、所定量
    の燃料を吸気系に噴射する燃料噴射手段と、 前記吸気系を流れる吸入空気の一部を、スロットルバル
    ブを迂回して前記燃料噴射手段の噴射箇所近傍に供給す
    るエア管路と、 前記エア管路に設けられて、前記エア管路を連通または
    遮断する開閉手段と、 前記燃料噴射手段の燃料噴射にほぼ同期した期間中に、
    前記開閉手段を開放状態に保持する開閉制御手段と、 前記運転状態検出手段の検出に基づき、内燃機関がアイ
    ドル運転中のときに、所定のアイドル回転数を維持すべ
    く、前記開閉制御手段による開閉手段の総括開放時間を
    補正する開放時間補正手段とを具備することを特徴とす
    る内燃機関の燃料噴射装置。
  2. 【請求項２】 前記開放時間補正手段は、内燃機関の実
    際の回転数と予め設定された目標回転数との差を小さく
    する方向に、前記開閉手段の開放時間を補正することを
    特徴とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
  3. 【請求項３】 前記開放時間補正手段は、内燃機関の温
    度に応じて、開閉手段の開放時間を補正することを特徴
    とする請求項１に記載の内燃機関の燃料噴射装置。
  4. 【請求項４】 前記開放時間補正手段は、内燃機関に作
    用する負荷に応じて、開閉手段の開放時間を補正するこ
    とを特徴とする請求項１または請求項３に記載の内燃機
    関の燃料噴射装置。
  5. 【請求項５】 前記開閉手段は、エア管路の遮断時に、
    全閉抑止手段にて連通時の開度より小さい所定開度を保
    持することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれ
    か１つに記載の内燃機関の燃料噴射装置。
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